CN102039980A - 一种摩托车自动换挡机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩托车自动换挡机构，其特点在于，包括输入轴、输出轴、数个齿轮传动组；每组齿轮传动组中包括至少两个相互啮合的齿轮；每组齿轮传动组中包括一个连接在输入轴上的输入齿轮，输入齿轮与输入轴之间设置有自动啮合机构；每组齿轮传动组中包括一个连接在输出轴上的输出齿轮，输出齿轮与输出轴之间设置有单向传动器。本发明可以实现摩托车的自动换挡，提高摩托车自动化程度。

Description

一种摩托车自动换挡机构

 

技术领域

本发明涉及摩托车换挡机构，尤其是涉及一种摩托车自动换挡机构。

 

背景技术

摩托车换挡机构是摩托车动力传递的重要部件，它保证摩托车能够起步、换档和停车；摩托车发动机通常的换挡机构主要包括换挡拨叉、挡拨轴、换挡凸轮、星型轮、换挡杆组件、多对齿轮组成的齿轮组件等部分。换挡时，由人工驱动换挡杆组件，换挡杆组件拨动星型轮，星型轮带动换挡凸轮、换挡凸轮带动换挡拨叉，换挡拨叉拨动可移动的齿轮，进而实现采用不同对的齿轮进行传动，实现换挡。换挡过程中，由于齿轮的转速很高，因此在换挡时结合时，很容易发生碰撞。随着时间的推移，发动机齿轮磨损加剧会很快坏掉。目前为了提高齿轮的使用寿命，通常是提高了齿轮表面的热处理要求，从而使制造成本加大。

因此申请人考虑到，如果能够设计一种可以自动换挡的机构，则无需拨动齿轮即可实现换挡，可以精简机构，降低成本，减小齿轮磨损，延长齿轮寿命。

 

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以实现自动换挡的摩托车自动换挡机构，达到减小撞击磨损，提高齿轮寿命，提高自动化程度的目的。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种摩托车自动换挡机构，其特点在于，包括输入轴、输出轴、数个齿轮传动组；每组齿轮传动组中包括至少两个相互啮合的齿轮；每组齿轮传动组中包括一个连接在输入轴上的输入齿轮，输入齿轮与输入轴之间设置有自动啮合机构；每组齿轮传动组中包括一个连接在输出轴上的输出齿轮，输出齿轮与输出轴之间设置有单向传动器。

本技术方案应用时，输入轴与发动机连接，输出轴与车轮连接。其中，所述自动啮合机构可以使得当输入轴转速低于设定转速时输入轴与输入齿轮之间可以相对转动，当输入轴转速达到设定转速时输入轴可以带动输入齿轮同向转动。具体实施时可以采用申请人自主设计的两种不同结构的自动啮合机构。所述的单向传动器可以使得输出齿轮的转动可以同向传递到输出轴上，但输出轴上的扭矩不可以传递到输出齿轮上，单向传动器可以采用现有技术中已存在的现有技术。这样，一组齿轮传动组可以对应一个档位并根据啮合齿轮的不同设计好传动比，每组齿轮传动组中的自动啮合机构可以按照档位设置为不同的啮合转速。这样当输入轴转速达到某档位时，该档位对应的齿轮传动组中的自动啮合机构工作，使得该组的输入齿轮和输入轴啮合进行传动。当输入轴转速继续提高达到下一档位时，该档位对应的齿轮传动组中的自动啮合机构工作，使得该组的输入齿轮和输入轴啮合进行传动；由于该档位的输出齿轮转速更高，所以输出轴在单向传动器作用下改为由该档位的输出齿轮传递转矩。实现换挡。从而达到自动换挡的目的。

上述技术方案中，所述的自动啮合机构，其结构可以为：包括

凸轮，所述凸轮为盘状结构，凸轮固定套接在输入轴上，凸轮周边均匀设置有数个凹槽轮廓，凸轮的一侧设置有绕凸轮中心呈弧形的安装槽；

离心柱，所述离心柱与输入轴平行设置且位于凸轮的安装槽内；

弹簧，所述弹簧设置于凸轮的安装槽内；

啮合控制器，所述啮合控制器为盘状结构且与所述凸轮并列套设在输入轴上，啮合控制器与凸轮相邻的一侧沿周边均匀分布有数个弧形凸起段，弧形凸起段数量与凸轮的凹槽轮廓数量一致，所述凸轮位于弧形凸起段整体形成的圆环内部且凸轮安装槽一侧与啮合控制器相邻，啮合控制器侧面上还设置有位于凸轮安装槽内的契形块，所述离心柱位于安装槽内契形块的契形所在一侧且靠近轴心处，所述弹簧压缩于安装槽内契形块的另一侧；

啮合柱，所述啮合柱与输入轴平行设置且位于啮合控制器上相邻的弧形凸起段之间，所述啮合柱靠近轴心一端与凸轮周边的凹槽轮廓相靠；所述输入齿轮套设在啮合控制器外，所述离心柱在离心力作用下可以在安装槽内向远离轴心处移动，进而克服弹簧弹力推动楔形块带动啮合控制器转动，使得啮合控制器上的弧形凸起段推动啮合柱沿凸轮凹槽轮廓移动并抵紧于凸轮凹槽轮廓和输入齿轮内圈之间。

采用上述第一种结构的自动啮合机构后，当输入轴转速较低时，输入轴与输入齿轮之间为分离状态，此时输入轴旋转不带动输入齿轮转动。当输入轴转速达到一定速度时，离心柱在较大的离心力作用下开始在凸轮的安装槽内向远离轴心处移动，进而克服弹簧弹力迫使楔形块带动啮合控制器发生旋转，啮合控制器再通过其上的弧形凸起段推动啮合柱沿凸轮凹槽轮廓移动，进而使得啮合柱抵紧于凸轮和输入齿轮内圈之间，实现输入轴与输入齿轮的结合。此时输入轴的转矩可以通过凸轮和啮合柱传递到输入齿轮上，带动输入齿轮一起旋转。其中作为优化，所述安装槽设置有两个且对称设置于凸轮侧面上。可以使得施力平衡，离合更加可靠。

所述自动啮合机构也可以采用如下第二种结构，包括

凸轮，所述凸轮为盘状结构，凸轮固定套接在输入轴上，凸轮周边均匀设置有数个凹槽轮廓，凸轮的一侧设置有安装槽，安装槽内设置有蹄块安装输入轴；

蹄块，所述蹄块位于安装槽内且为长条形，蹄块一端可转动地安装在蹄块安装输入轴上，蹄块另一端上背离凸轮的一侧具有一个凸起的圆柱；

扭簧，所述扭簧设置于凸轮的安装槽内，连接于蹄块和蹄块安装输入轴之间且对蹄块施加使蹄块另一端位于靠近凸轮轴心处的扭力；

啮合控制器，所述啮合控制器为盘状结构且与所述凸轮并列套设在输入轴上，啮合控制器与凸轮相邻的一侧沿周边均匀分布有数个弧形凸起段，弧形凸起段数量与凸轮的凹槽轮廓数量一致，所述凸轮位于弧形凸起段整体形成的圆环内部且凸轮安装槽一侧与啮合控制器相邻，啮合控制器侧面上还设置有一个与蹄块上的圆柱匹配的滑槽，所述蹄块上的圆柱一端位于所述滑槽内；

啮合柱，所述啮合柱与输入轴平行设置且位于啮合控制器上相邻的弧形凸起段之间，所述啮合柱靠近轴心一端与凸轮周边的凹槽轮廓相靠；所述输入齿轮套设在啮合控制器外，所述蹄块上圆柱所在一端在离心力作用下可以克服扭簧扭力向远离凸轮轴心处摆动，进而使得蹄块上圆柱可以沿啮合控制器上的滑槽滑动并推动啮合控制器旋转，使得啮合控制器上的弧形凸起段推动啮合柱沿凸轮凹槽轮廓移动并抵紧于凸轮凹槽轮廓和输入齿轮内圈之间。

其中作为优化，所述安装槽设置有两个且对称设置于凸轮侧面上。可以使得施力平衡，离合更加可靠。

综上所述，相比于现有技术，本发明具备以下优点：

1、本摩托车自动换挡机构，可以实现摩托车的自动换挡；大大提高了自动化程度，方便了驾驶员驾驶。

2、采用本机构换挡、齿轮冲击小，有效提高齿轮的使用寿命。

 

附图说明

图1为本发明中采用的第一种自动啮合机构的结构示意图，图中输入轴和输入齿轮为分离状态。

图2为图1中输入轴和输入齿轮为结合状态的示意图。

图3为图1中单独凸轮构件的剖视结构示意图。

图4为图3的右视图。

图5为图1中单独啮合控制器构件的剖视结构示意图。

图6为图5的右视图。

图7为本发明中采用的第二种自动啮合机构的结构示意图，图中输入轴和输入齿轮为分离状态。

图8为图7中输入轴和齿输入轮为结合状态的示意图。

图9为图7中单独凸轮构件的结构示意图。

图10为图9的A-A视图。

图11为图7中单独啮合控制器构件的剖视结构示意图。

图12为图11的右视图。

图13为图7中单独蹄块的结构示意图。

图14为图13的仰视图。

 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的结构作进一步的详细说明。

一种摩托车自动换挡机构，包括输入轴、输出轴、数个齿轮传动组；每组齿轮传动组中包括至少两个相互啮合的齿轮；每组齿轮传动组中包括一个连接在输入轴上的输入齿轮，输入齿轮与输入轴之间设置有自动啮合机构；每组齿轮传动组中包括一个连接在输出轴上的输出齿轮，输出齿轮与输出轴之间设置有单向传动器。具体实施时，所述齿轮传动组可以是只包括一个连接在输入轴上的输入齿轮和一个连接在输出轴上的输出齿轮，也可以是在输入齿轮和输出齿轮之间还啮合有中间齿轮。

其中，所述的自动啮合机构，具体实施时，可以采用如图1至图6所示结构，包括凸轮3，所述凸轮3为盘状结构，凸轮3固定套接在输入轴1上，凸轮3周边均匀设置有数个凹槽轮廓4，凸轮3的一侧设置有绕凸轮中心呈弧形的安装槽5；所述安装槽5设置有两个且对称设置于凸轮侧面上；

离心柱6，所述离心柱6与输入轴1平行设置且位于凸轮3的安装槽5内；

弹簧7，所述弹簧7设置于凸轮3的安装槽5内；

啮合控制器8，所述啮合控制器8为盘状结构且与所述凸轮3并列套设在输入轴1上，啮合控制器8与凸轮3相邻的一侧沿周边均匀分布有数个弧形凸起段9，弧形凸起段9数量与凸轮3的凹槽轮廓4数量一致，所述凸轮3位于弧形凸起段9整体形成的圆环内部且凸轮安装槽5一侧与啮合控制器8相邻，啮合控制器8侧面上还设置有位于凸轮安装槽5内的契形块10，所述离心柱6位于安装槽内契形块10的契形所在一侧且靠近轴心处，所述弹簧7压缩于安装槽5内契形块10的另一侧；

啮合柱11，所述啮合柱11与输入轴1平行设置且位于啮合控制器8上相邻的弧形凸起段9之间，所述啮合柱11靠近轴心一端与凸轮3周边的凹槽轮廓相靠；所述输入齿轮2套设在啮合控制器11外，所述离心柱6在离心力作用下可以在安装槽5内向远离轴心处移动，进而克服弹簧7弹力推动楔形块10带动啮合控制器8转动，使得啮合控制器8上的弧形凸起段9推动啮合柱11沿凸轮凹槽轮廓4移动并抵紧于凸轮凹槽轮廓4和输入齿轮2内圈之间。

 

具体实施时，所述自动啮合机构也可以采用如图7至图14所示的另一种结构，包括凸轮12，所述凸轮12为盘状结构，凸轮12固定套接在转轴1上，凸轮12周边均匀设置有数个凹槽轮廓13，凸轮12的一侧设置有安装槽14，所述安装槽14设置有两个且对称设置于凸轮12侧面上，安装槽14内设置有蹄块安装转轴15；

蹄块16，所述蹄块16位于安装槽14内且为长条形，蹄块16一端可转动地安装在蹄块安装转轴15上，蹄块16另一端上背离凸轮12的一侧具有一个凸起的圆柱17；

扭簧18，所述扭簧18设置于凸轮12的安装槽14内，连接于蹄块16和蹄块安装转轴15之间且对蹄块16施加使蹄块16另一端位于靠近凸轮12轴心处的扭力；

啮合控制器19，所述啮合控制器19为盘状结构且与所述凸轮12并列套设在转轴1上，啮合控制器19与凸轮12相邻的一侧沿周边均匀分布有数个弧形凸起段20，弧形凸起段20数量与凸轮12的凹槽轮廓13数量一致，所述凸轮12位于弧形凸起段20整体形成的圆环内部且凸轮安装槽一侧与啮合控制器19相邻，啮合控制器19侧面上还设置有一个与蹄块16上的圆柱17匹配的滑槽21，所述蹄块上的圆柱17一端位于所述滑槽21内；

啮合柱22，所述啮合柱22与转轴1平行设置且位于啮合控制器19上相邻的弧形凸起段20之间，所述啮合柱22靠近轴心一端与凸轮12周边的凹槽轮廓13相靠；所述齿轮2套设在啮合控制器19外，所述蹄块16上圆柱17所在一端在离心力作用下可以克服扭簧18扭力向远离凸轮轴心处摆动，进而使得蹄块16上圆柱可以沿啮合控制器19上的滑槽21滑动并推动啮合控制器19旋转，使得啮合控制器19上的弧形凸起段20推动啮合柱22沿凸轮凹槽轮廓13移动并抵紧于凸轮凹槽轮廓13和齿轮2内圈之间。

两种自动啮合机构相比较，各有优劣：其中第一种结构简单，离心柱质量容易控制，加工精度要求低，动作灵活，但装配困难，使用过程中容易造成弹簧磨损，从而改变弹簧的刚度系数，改变啮合转速，所以后期该弹簧的可靠性不是很高，要提高可靠性就必须在弹簧和弹簧槽内进行必要的表面处理，从而增加了制造成本。第二种结构由于采用了扭矩弹簧，不会造成后期扭簧的刚度系数变化过大，采用相对更大的离心块，在同等空间条件下啮合转速可以更低，装配过程简单，但该结构中由于凸起的圆柱17来控制啮合控制器，圆柱17受到凸轮和啮合控制器上蹄块安装转轴15的力不在一个平面上，容易造成蹄块16的轴向扭转，从而加剧圆柱17的磨损，故圆柱17需要采用较好的材质。

值得指出的是，上述的两种自动啮合机构，申请人也单独申请了专利对其进行保护，如别人单独实施此两种结构，仍会侵犯到申请人的专利保护权。

Claims (5)

1.一种摩托车自动换挡机构，其特征在于，包括输入轴、输出轴、数个齿轮传动组；每组齿轮传动组中包括至少两个相互啮合的齿轮；每组齿轮传动组中包括一个连接在输入轴上的输入齿轮，输入齿轮与输入轴之间设置有自动啮合机构；每组齿轮传动组中包括一个连接在输出轴上的输出齿轮，输出齿轮与输出轴之间设置有单向传动器。

2.如权利要求1所述的摩托车自动换挡机构，其特征在于，所述自动啮合机构包括

凸轮，所述凸轮为盘状结构，凸轮固定套接在输入轴上，凸轮周边均匀设置有数个凹槽轮廓，凸轮的一侧设置有绕凸轮中心呈弧形的安装槽；

离心柱，所述离心柱与输入轴平行设置且位于凸轮的安装槽内；

弹簧，所述弹簧设置于凸轮的安装槽内；

啮合控制器，所述啮合控制器为盘状结构且与所述凸轮并列套设在输入轴上，啮合控制器与凸轮相邻的一侧沿周边均匀分布有数个弧形凸起段，弧形凸起段数量与凸轮的凹槽轮廓数量一致，所述凸轮位于弧形凸起段整体形成的圆环内部且凸轮安装槽一侧与啮合控制器相邻，啮合控制器侧面上还设置有位于凸轮安装槽内的契形块，所述离心柱位于安装槽内契形块的契形所在一侧且靠近轴心处，所述弹簧压缩于安装槽内契形块的另一侧；

啮合柱，所述啮合柱与输入轴平行设置且位于啮合控制器上相邻的弧形凸起段之间，所述啮合柱靠近轴心一端与凸轮周边的凹槽轮廓相靠；所述输入齿轮套设在啮合控制器外，所述离心柱在离心力作用下可以在安装槽内向远离轴心处移动，进而克服弹簧弹力推动楔形块带动啮合控制器转动，使得啮合控制器上的弧形凸起段推动啮合柱沿凸轮凹槽轮廓移动并抵紧于凸轮凹槽轮廓和输入齿轮内圈之间。

3.如权利要求2所述的摩托车自动换挡机构，其特征在于，所述安装槽设置有两个且对称设置于凸轮侧面上。

4.如权利要求1所述的摩托车自动换挡机构，其特征在于，所述自动啮合机构包括

凸轮，所述凸轮为盘状结构，凸轮固定套接在输入轴上，凸轮周边均匀设置有数个凹槽轮廓，凸轮的一侧设置有安装槽，安装槽内设置有蹄块安装输入轴；

蹄块，所述蹄块位于安装槽内且为长条形，蹄块一端可转动地安装在蹄块安装输入轴上，蹄块另一端上背离凸轮的一侧具有一个凸起的圆柱；

扭簧，所述扭簧设置于凸轮的安装槽内，连接于蹄块和蹄块安装输入轴之间且对蹄块施加使蹄块另一端位于靠近凸轮轴心处的扭力；

啮合控制器，所述啮合控制器为盘状结构且与所述凸轮并列套设在输入轴上，啮合控制器与凸轮相邻的一侧沿周边均匀分布有数个弧形凸起段，弧形凸起段数量与凸轮的凹槽轮廓数量一致，所述凸轮位于弧形凸起段整体形成的圆环内部且凸轮安装槽一侧与啮合控制器相邻，啮合控制器侧面上还设置有一个与蹄块上的圆柱匹配的滑槽，所述蹄块上的圆柱一端位于所述滑槽内；

啮合柱，所述啮合柱与输入轴平行设置且位于啮合控制器上相邻的弧形凸起段之间，所述啮合柱靠近轴心一端与凸轮周边的凹槽轮廓相靠；所述输入齿轮套设在啮合控制器外，所述蹄块上圆柱所在一端在离心力作用下可以克服扭簧扭力向远离凸轮轴心处摆动，进而使得蹄块上圆柱可以沿啮合控制器上的滑槽滑动并推动啮合控制器旋转，使得啮合控制器上的弧形凸起段推动啮合柱沿凸轮凹槽轮廓移动并抵紧于凸轮凹槽轮廓和输入齿轮内圈之间。

5.如权利要求4所述的摩托车自动换挡机构，其特征在于，所述安装槽设置有两个且对称设置于凸轮侧面上。

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